抗血管生成治疗在肝癌介入治疗中作用要点

抗血管生成治疗在肝癌介入治疗中的作用肝癌是常见的富血管性肿瘤，在我国发病率和死亡率均极高，严重危害人们的健康。

目前在我国很大一部分肝癌在就诊时因肿瘤体积大，不能外科手术，经肝动脉化学性栓塞（TACE）是其首选的治疗方法[1，2]，但TACE的疗效并不令人满意。

影响TACE的疗效的因素很多，其中TACE后肿瘤的侧枝血管形成是重要因素之一，栓塞术后肿瘤的侧枝血管形成越快、越多，介入治疗的难度就越大，肿瘤易复发和转移，预后差[3，4]。

TACE后肿瘤的侧枝血管形成是肿瘤血管生成的结果。

现就肿瘤血管形成的机理、抗血管生成抑制剂的研究现状、肝癌TAE 术与血管生成的关系及其治疗对策作一综述。

1、肿瘤的生长与血管生成：血管生成(angiogenesis)是从已存在的微血管上芽生出新的毛细血管过程。

实体肿瘤生长经历了两个时期：在肿瘤直径小于2～3mm的时候，肿瘤无需新生血管，肿瘤细胞是通过组织间液获取从毛细血管渗透的营养物质，排泄代谢产物，并进行氧气交换，此时称为血管前期[5，6]。

在此期促血管生成因子(angiogenesis activators)和血管生成抑制因子(angiogenesis inhibitors)处于动态的平衡。

随着肿瘤细胞的进一步增殖，肿瘤出现缺氧、PH值升高、NO升高等微环境的变化[5]，刺激肿瘤细胞和宿主细胞产生促血管生成因子，并下调血管生成抑制因子，打破了二者在肿瘤局部组织的平衡，从而启动了血管生成。

当肿瘤有血管生成时，肿瘤可呈指速加速增大，并且获得转移能力，称血管期[7，8]。

肿瘤血管生成有多种因子参与，其过程为[5-10]：①肿瘤组织在缺血缺氧等因素的作用下产生一些可溶性的促血管生成因子，如血管内皮细胞生长因子(VEGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)等。

②毛细血管内皮层下基底膜降解和血管周围细胞外基质的重塑。

在此期原有的血管充血，通透性增高，细胞连接松弛，基底膜被多种消化酶消化而溶解断裂，形成间隙。

此过程有多种水解酶参与，如肝素酶、组织蛋白酶B、D，纤溶酶，纤溶酶原激活剂，弹性蛋白酶和基质金属蛋白酶等。

③内皮细胞迁移和增殖。

此期内皮细胞大量增殖，穿过原有血管的细胞间隙到达血管周围组织，形成管状由内皮细胞构成的血管芽。

④新生血管形成。

新形成的血管芽吻合成襻，周皮细胞和成纤维细胞合成基底膜，覆盖血管芽。

新形成的小血管逐渐分化成小动脉和小静脉，与原有的血管形成完整的血管网。

在血管期除肿瘤细胞分泌的生长因子刺激自身生长以外，新生的血管能通过旁分泌作用使血管内皮细胞产生生长因子刺激肿瘤细胞生长，使肿瘤长至临床可见的地步。

同时由于血管基底膜破坏，肿瘤细胞容易进入血管内形成远处转移。

2、肿瘤的转移与血管生成：肿瘤的转移是一个复杂的、多步骤的过程，一般分为[11]：①肿瘤细胞从原发灶脱落；②降解细胞外基质及血管基底膜，迁徙、浸润并粘附于血管内皮细胞；③进入循环系统，随血液流至远处血管壁；④透过血管壁，侵入细胞外基质，形成转移灶。

上述各步骤几乎都与血管生成的过程有关，表现在以下几个方面：①肿瘤血管增多为转移提供了条件；②在血管生成过程中，细胞外基质的降解、血管基底膜的通透性增加、血管内皮间隙增大等均对肿瘤细胞的脱落、迁徙、侵入血管有利[12]；③转移灶的生长亦有赖于血管生成。

3、与肿瘤血管生成有关的主要因子及作用：参于肿瘤血管生成的因子很多，有些是促进血管生成，有些是抑制血管生成，还有些因子起调控作用。

现将几种主要的与肿瘤血管生成有关的因子介绍如下：3.1 促肿瘤血管生成的因子:3.1.1血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)：是一个分子量为34~45KD的高度糖基化的碱性蛋白，由分子量为17~22KD的同源双聚体构成[13]。

它是血小板源生长因子(PDGF)家族的一个成员，与PDGF具有21%~24%的同源性。

人的VEGF基因由8个外显子组成，定位于染色体6p21.3上[14]，其mRNA经不同的剪接方式形成4种不同分子量大小的分子，即VEGF121、VEGF165、VEGF189和VEGF206[15]。

这四种形式的VEGF均能诱导内皮细胞增生，但由于它们与存在于细胞表面和细胞外基质中的乙酰肝素蛋白聚糖的亲和力不同，使他们在定位上有很大的差别[16]。

VEGF189和VEGF206对乙酰肝素有很高的亲和力，它们大部分与细胞和细胞外基质结合，属于不溶性蛋白；VEGF165与乙酰肝素的结合力较低，VEGF121则完全不与乙酰肝素结合，故这二者为可溶性蛋白，除VEGF165少部分与细胞和细胞外基质相结合外，这二者可以释放到细胞外，以旁分泌的形式作用于周围的内皮细胞。

VEGF是通过内皮细胞表面的受体VEGFR（包括KDR/FLK1和FLT1）发挥作用的[17，18]，它的表达是受缺氧高度调节的。

VEGF是目前公认主要促进血管发生蛋白之一。

其作用包括[19]：①刺激体外培养的内皮细胞的增殖（有丝分裂），迁移和体内血管生成；②促进血管通透性增加，利于肿瘤血道转移；③抑制抗原提呈细胞如树突细胞的成熟，从而促进肿瘤的免疫逃避；④促进凋亡抑制基因bcl-2表达，抑制肿瘤的凋亡。

3.1.2 碱性成纤维细胞生长因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）：是由146个氨基酸组成的分子量为18kD的多肽生长因子，人体内还存在22~24kD 的同种异构体，位于4号染色体上[20]，是中胚层和神经外胚层细胞的促有丝分裂和血管生成的重要因子，在体内分布广泛，具有增加内皮细胞的化学趋向性、促进血管内皮细胞的分裂、毛细血管出芽生长、诱导蛋白溶解酶生成和有利于内皮细胞穿透基质的功能[21]。

3.1.3 血小板源生长因子（platelet derived growth factor, PDGF）由分子量为16~18kD和14~16kD的两个亚基组成（A、B链），因来源不同，有三种异构体，PDGF-AA，PDGF-BB，PDGF-AB。

血小板、平滑肌细胞、内皮细胞和单核巨噬细胞均能分泌PDGF或PDGF样物质[22]。

PDGF具有促分裂活性和趋化活性，是内皮细胞特异的有丝分裂素，能刺激内皮细胞的增生、迁移和分化，并可以促进细胞基质的增生与合成，实验证明PDGF可使肿瘤血管密度增加。

其作用机制是其与细胞表面的受体结合，激活磷脂酶C，后者水解二磷酸肌醇生成1,4,5-三磷酸肌醇和甘油三酯，使胞内钙离子浓度增加，促进一系列原癌基因如C-sis的表达，促进细胞的DNA合成和有丝分裂[23]。

3.1.4 血管生成素（angiogenin）：是一种分子量为14.1kD的碱性单链多肽，含123个氨基酸，属于核糖核酸酶超家族的一员[24]。

它由肝脏产生，具有RNA 酶A (RNAase A)的催化活性中心，可以水解RNA，但其活性只有RNAase A的10-5～10-6[25]。

血管生成素具有强烈的血管生成活性，其作用机制并不十分清楚，研究发现其可与细胞表面的受体结合，激活磷脂酶C和A2，继而激活第二信使，产生一序列效应[26、27]；它还可以以内吞的形式进入细胞内，到达细胞核内发生作用[28]。

它可以增强内皮细胞的增殖，细胞外的血管生成素已被证实为粘附分子，可以促进细胞粘附和迁移[29]。

3.1.5 基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase, MMP）MMP家族包括胶原酶、明胶酶、间质溶素、膜型基质金属蛋白酶等，是细胞外基质（extracellularmatrix, ECM）降解过程中必不可少的酶，几乎能降解细胞外基质的所有成分。

肿瘤组织与间质细胞中纤维母细胞、淋巴细胞、巨噬细胞和嗜酸性粒细胞等均可表达MMP，但以肿瘤组织表达相对较高[30]。

组织金属蛋白酶抑制物(tissue inhibitor of metalloproteinase, TIMP)是MMP的天然抑制剂，TIMP与MMP之间平衡关系在调节ECM的稳态中有重要作用[31，32]。

MMP的作用[33]：①参与肿瘤血管生成过程中毛细血管内皮基底膜的降解和ECM的降解。

在血管形成过程中，血管内皮细胞与肿瘤均能分泌蛋白水解酶降解ECM。

如Ⅳ型胶原酶(MMP-2、MMP-9)参与基底膜降解的过程；间质胶原酶(MMP-1)、多形核胶原酶(MMP-8)能降解Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原；膜型基质金属蛋白酶(MT1-MMP)在内皮细胞表面的表达则促使局部胶原和层粘蛋白降解。

VEGF、bFGF等细胞因子能上调内皮细胞尿激酶型纤溶酶原激活物(urokinase-type plasminogen activactor, uPA)的表达，uPA能激活纤溶酶，并进而激活MMP。

②在肿瘤的侵袭和转移过程中起重要作用。

肿瘤侵袭和转移过程是瘤细胞从原发瘤脱离后向周围和/或远处组织侵袭和转移的过程，涉及肿瘤细胞穿过ECM屏障、血管壁的基底膜及穿出血管壁进入宿主微环境的过程。

MMP在降解ECM和基底膜的过程中发挥重要的作用。

3.1.6 细胞粘附分子：在血管生成过程中，内皮细胞的启动、增殖和成熟过程必须相互粘附，并与细胞外基质粘附，粘附分子在其中发挥重要作用。

数种整合素表达于内皮细胞表面，参与内皮细胞的迁移与血管生成，如已证实整合素ανβ3在血管生成中的重要作用[34]，E-选择素也参与血管生成。

3.1.7 其他：肿瘤坏死因子-α（TNF-α）可通过促进内皮细胞分化、管样结构形成和基质产生来刺激血管生成，或通过间接途径刺激其他细胞产生血管生成因子。

转化生长因子-β（TGF-β）由巨噬细胞和活化的血小板产生，它可以促进已停止增殖的内皮细胞分化，并可以促进基质的合成，缺乏时血管的完整性不良和再塑性降低。

此外，表皮生长因子（EGF）、集落刺激因子G-CSF和GM-CSF均可以刺激血管生成。

3.2 抑制肿瘤血管生成的因子3.2.1血管抑素(angiostatin) 和内皮抑素（endostatin）：此为两种来源于肿瘤组织的血管生成抑制剂。

血管抑素是O'Reilly等[35]于1994年从Lewis肺癌小鼠的血清和尿液中分离得到分子量为38kD的蛋白。

氨基酸序列分析提示血管抑素与纤溶酶原N末端98位氨基酸残基到440位氨基酸残基的内片段有98%的同源性。

纤溶酶原有5个三环结构，称作Kringle区，血管抑素则具有前4个KringIe 区和部分的Kring1e5区，依靠3个二硫键连接。

它是由肿瘤产生或活化某些蛋白酶，使纤溶酶原分解而成[36]。

内皮抑素是O'Reilly等[37]于1997年以相同的方法从患内皮细胞瘤的小鼠血清中分离得到的另一个来源于肿瘤的内源性血管生成抑制剂，分子量约20kD，抗肿瘤血管形成作用更强。